JP6216533B2 - Fluorescent glass dosimeter measuring method, fluorescent glass dosimeter measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、蛍光ガラス線量計測定方法及び蛍光ガラス線量計測定装置に関する。 The present invention relates to a fluorescent glass dosimeter measuring method and a fluorescent glass dosimeter measuring apparatus.
放射線被ばく線量を測定する方法として蛍光ガラス線量計測定方法が知られている。蛍光ガラス線量計測定方法は、銀イオンを含有させたリン酸塩ガラス(銀活性リン酸塩ガラス)を用いて、放射線被ばく線量を測定する。リン酸塩ガラス(以下、蛍光ガラス線量計)に励起用の紫外線(例えば、355nm)を照射すると、放射線被ばく線量に比例したオレンジ色(600nm〜700nmにピーク波長を有する光)のラジオフォトルミネッセンス(RPL:Radio Photo Luminescence)を発生する性質を有している。つまり、蛍光ガラス線量計に紫外線を照射し、蛍光ガラス線量計から発生する蛍光を測定することで蛍光ガラス線量計の放射線被ばく線量を算出することができる。 As a method for measuring the radiation exposure dose, a fluorescent glass dosimeter measurement method is known. In the fluorescent glass dosimeter measurement method, the radiation exposure dose is measured using a phosphate glass (silver activated phosphate glass) containing silver ions. When phosphoric acid glass (hereinafter referred to as fluorescent glass dosimeter) is irradiated with ultraviolet rays for excitation (for example, 355 nm), radiophotoluminescence of orange (light having a peak wavelength at 600 nm to 700 nm) proportional to the radiation exposure dose ( It has the property of generating RPL (Radio Photo Luminescence). That is, the radiation exposure dose of the fluorescent glass dosimeter can be calculated by irradiating the fluorescent glass dosimeter with ultraviolet rays and measuring the fluorescence generated from the fluorescent glass dosimeter.
しかしながら、蛍光ガラス線量計で発生する蛍光には、プレドーズ及び汚れに起因する蛍光と、放射線被ばくに起因する蛍光とが含まれている。そこで、従来の蛍光ガラス線量計測定方法では、蛍光ガラス線量計で発生する蛍光から、プレドーズ及び汚れに起因する蛍光を除去することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 However, the fluorescence generated by the fluorescent glass dosimeter includes fluorescence caused by pre-dose and contamination and fluorescence caused by radiation exposure. Therefore, in the conventional fluorescent glass dosimeter measurement method, it has been proposed to remove fluorescence caused by pre-dose and dirt from the fluorescence generated by the fluorescent glass dosimeter (see, for example, Patent Document 1).
プレドーズに起因する蛍光には、約1μs(マイクロ秒)で減衰する成分と、約1ms(ミリ秒)まで減衰が継続する成分とが含まれる。また、汚れに起因する蛍光は、約1μsで減衰する。さらに、放射線被ばくに起因する蛍光は、約40μsで減衰する。そこで、上記提案では、プレドーズに起因する蛍光のうち約1μsで減衰する成分と汚れに起因する蛍光とが減衰した後、蛍光ガラス線量計からの蛍光を検出している。 The fluorescence caused by the pre-dose includes a component that decays in about 1 μs (microseconds) and a component that continues to decay to about 1 ms (milliseconds). In addition, the fluorescence caused by dirt attenuates in about 1 μs. Furthermore, the fluorescence due to radiation exposure decays in about 40 μs. Therefore, in the above proposal, the fluorescence from the fluorescent glass dosimeter is detected after the component attenuated in about 1 μs of the fluorescence caused by pre-dose and the fluorescence caused by dirt are attenuated.
しかし、該蛍光には、プレドーズに起因する蛍光が含まれている。そこで上記提案では、さらに、放射線被ばくに起因する蛍光が減衰した後、プレドーズに起因する蛍光のうち約1msまで減衰が継続する成分の起因する蛍光を検出する。そして、初めに検出した蛍光(放射線被ばくによる蛍光+プレドーズによる蛍光)と、後に検出した蛍光から算出したプレドーズによる蛍光との差分を放射線被ばくに起因する蛍光として、蛍光ガラス線量計の放射線被ばく線量を算出している。 However, the fluorescence includes fluorescence caused by predose. Therefore, in the above proposal, after the fluorescence caused by radiation exposure is attenuated, the fluorescence caused by the component that continues to decay until about 1 ms is detected from the fluorescence caused by the pre-dose. The difference between the fluorescence detected at the beginning (fluorescence due to radiation exposure + fluorescence due to pre-dose) and the fluorescence due to pre-dose calculated from the fluorescence detected later is taken as the fluorescence caused by radiation exposure, and the radiation exposure dose of the fluorescent glass dosimeter is Calculated.
また、放射線被ばくに起因する蛍光を高感度に検出するため、光電子増倍管の感度(測定レンジ)を決定して蛍光を検出することが提案されている(例えば、特許文献2参照)。該提案では、放射線被ばくに起因する蛍光の大きさに応じて、低感度から高感度へと光電子増倍管の感度を段階的に変化させて、検出に最も適した感度を決定している。 Moreover, in order to detect the fluorescence resulting from radiation exposure with high sensitivity, it has been proposed to detect the fluorescence by determining the sensitivity (measurement range) of the photomultiplier tube (see, for example, Patent Document 2). In this proposal, the sensitivity most suitable for detection is determined by gradually changing the sensitivity of the photomultiplier tube from low sensitivity to high sensitivity in accordance with the magnitude of fluorescence caused by radiation exposure.
しかしながら、従来の方法では、放射線被ばくに起因する蛍光に基づいて光電子増倍管の感度を決定している。このため、プレドーズに起因する蛍光やリン酸塩ガラスの汚れに起因する蛍光が大きい場合、放射線被ばくに起因する蛍光の大きさに応じて決定された測定レンジでは、感度が高すぎる虞がある。その結果、光電子増倍管に過大な電流が流れるなどして光電子増倍管にダメージが生じる虞がある。また蛍光の測定精度が適切でなく、正確な放射線被ばく線量を測定できない虞がある。 However, in the conventional method, the sensitivity of the photomultiplier tube is determined based on fluorescence resulting from radiation exposure. For this reason, when the fluorescence caused by pre-dose or the fluorescence caused by phosphate glass contamination is large, the sensitivity may be too high in the measurement range determined according to the magnitude of the fluorescence caused by radiation exposure. As a result, the photomultiplier tube may be damaged by an excessive current flowing through the photomultiplier tube. In addition, the measurement accuracy of fluorescence is not appropriate, and there is a possibility that an accurate radiation exposure dose cannot be measured.
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、プレドーズに起因する蛍光が大きい場合でも、光電子増倍管にダメージが生じることを抑制でき、また正確な蛍光の測定が可能な蛍光ガラス線量計測定方法及び蛍光ガラス線量計測定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and even when the fluorescence caused by pre-dose is large, the photomultiplier tube can be prevented from being damaged, and accurate fluorescence measurement is possible. An object is to provide a fluorescent glass dosimeter measuring method and a fluorescent glass dosimeter measuring apparatus.
本発明に係る蛍光ガラス線量計測定方法は、放射線被ばくした蛍光ガラス線量計に固体レーザ、窒素ガスレーザ、フラッシュランプより選ばれるいずれか1種の光源を用いて励起用のパルス光を照射する第1の照射工程と、前記パルス光の照射により前記蛍光ガラス線量計で発生する蛍光を検出する第1の検出工程と、前記パルス光の照射終了から第1の時間経過後に検出されたプレドーズに起因する蛍光成分と放射線被ばくに起因する蛍光成分とを含む蛍光を、第1のサンプリング時間分アナログで積算する第1の積算工程と、前記第1の積算工程における積算結果に応じて、被ばく線量算出時の蛍光を検出する感度を決定する感度決定工程と、前記感度決定工程を行った後に、前記蛍光ガラス線量計に前記パルス光を照射する第2の照射工程と、前記第2の照射工程における前記パルス光の照射により前記蛍光ガラス線量計で発生する蛍光を検出する第2の検出工程と、前記第2の照射工程における前記パルス光の照射終了から第1の時間経過後に検出されたプレドーズに起因する蛍光成分と放射線被ばくに起因する蛍光成分とを含む蛍光を、前記決定された感度で第1のサンプリング時間分アナログで積算する第2の積算工程と、前記第2の積算工程における第1のサンプリング時間終了から第2の時間経過後に検出されたプレドーズに起因する蛍光成分を含む蛍光を、前記決定された感度で第2のサンプリング時間分アナログで積算する第3の積算工程と、前記第2の積算工程における積算結果と前記第3の積算工程における積算結果との差分に基づいて、前記蛍光ガラス線量計の放射線被ばく線量を算出する工程と、を有することを特徴とする。 The fluorescent glass dosimeter measurement method according to the present invention is a first method of irradiating a fluorescent glass dosimeter exposed to radiation with pulsed light for excitation using any one light source selected from a solid laser, a nitrogen gas laser, and a flash lamp . This is due to the irradiation step, the first detection step of detecting the fluorescence generated by the fluorescent glass dosimeter by the irradiation of the pulsed light, and the pre-dose detected after the lapse of the first time after the irradiation of the pulsed light A first integration step of integrating fluorescence including a fluorescence component and a fluorescence component resulting from radiation exposure by analog for a first sampling time, and at the time of exposure dose calculation according to the integration result in the first integration step and sensitivity determination step of determining the sensitivity of detecting the fluorescence, after performing the sensitivity determining step, a second illumination for irradiating the pulsed light on the fluorescent glass dosimeters The second detection step of detecting the fluorescence generated in the fluorescent glass dosimeter by the irradiation of the pulsed light in the second irradiation step, and the end of the irradiation of the pulsed light in the second irradiation step. A second integration step of integrating the fluorescence including the fluorescence component resulting from the pre-dose and the fluorescence component resulting from the radiation exposure detected after the elapse of 1 time in an analog manner for the first sampling time with the determined sensitivity; , Integrating the fluorescence including the fluorescence component caused by the pre-dose detected after the lapse of the second time from the end of the first sampling time in the second integration step by the second sampling time with the determined sensitivity. The fluorescent glass based on the difference between the third integration step, the integration result in the second integration step, and the integration result in the third integration step. And having a step of calculating the radiation dose amount meter, the.
本発明によれば、蛍光ガラス線量計の汚れに起因する蛍光を用いて光電子増倍管の感度を決定しているので、プレドーズに起因する蛍光が大きい場合でも、蛍光測定手段にダメージが生じるのを抑制することができる。 According to the present invention, since the sensitivity of the photomultiplier tube is determined using the fluorescence caused by the contamination of the fluorescent glass dosimeter, the fluorescence measuring means is damaged even when the fluorescence caused by the pre-dose is large. Can be suppressed.
以下、図面を参照して、実施形態に係る蛍光ガラス線量計測定方法及び蛍光ガラス線量計測定装置について説明する。 Hereinafter, a fluorescent glass dosimeter measuring method and a fluorescent glass dosimeter measuring apparatus according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
(実施形態)
図1は、実施形態に係る蛍光ガラス線量計測定装置100の構成図である。蛍光ガラス線量計測定装置100は、蛍光ガラス線量計Gに励起用のレーザ光を照射し、蛍光ガラス線量計Gの励起光を読み取る光学系200と、光学系200を制御する制御装置300とを備える。
(Embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram of a fluorescent glass
(光学系200の構成)
光学系200は、固体レーザ210(光源)と、紫外線透過フィルタ220と、リファレンスブロック230と、プレートホルダー240と、フィルタ系250と、光電子増倍管260(検出手段)とを備える。
(Configuration of optical system 200)
The
固体レーザ210(ダイオード励起固体レーザ:Diode-Pump Solid-State Laser)は、励起用の紫外線L(例えば、中心波長355nm)をパルス状に照射する。なお、固体レーザ210の代わりに、紫外線(例えば、中心波長355nm)を照射する窒素ガスレーザ、フラッシュランプを用いてもよい。紫外線透過フィルタ220は、固体レーザ210からの紫外線Lを透過し、他の波長の光を遮蔽する。
A solid-state laser 210 (Diode-Pump Solid-State Laser) irradiates excitation ultraviolet rays L (for example, a central wavelength of 355 nm) in a pulsed manner. Instead of the solid-
リファレンスブロック230は、開口板231と、ハーフミラー232と、紫外線透過フィルタ233と、リファレンスガラス234と、紫外線カットフィルタ235と、フォトダイオード236と、筐体237とを備える。開口板231には、固体レーザ210からの紫外線Lを通過させるためのスリット状の開口231aが形成されている。
The
ハーフミラー232は、開口231aを通過した紫外線Lの一部を透過し、一部を反射する。このため、紫外線Lは、ハーフミラー232により紫外線L1,L2に分離される。紫外線透過フィルタ233は、ハーフミラー232で分離された紫外線L1を透過し、他の波長の光を遮蔽する。
The
リファレンスガラス234は、放射線を所定量だけ暴露させた標準蛍光ガラスである。リファレンスガラス234に紫外線L1が照射されると、紫外線L1の強度及び放射線被ばく線量に比例する蛍光が発生する。リファレンスガラス234で発生する蛍光は、固体レーザ210の出力変動の補正に用いられる。
The
なお、リファレンスガラス234は、自然被ばくにより時間経過とともに放射線被ばく線量が増加するが、リファレンスガラス234は、事前に十分な量の放射線に被ばくされており、放射線に起因する蛍光量が非常に大きくなる。このため、自然被ばくによる蛍光量の増加はほとんど無視することができる。また、プレドーズ及び汚れに起因する蛍光についてもほとんど無視することができる。
The
紫外線カットフィルタ235は、リファレンスガラス234で発生した蛍光を透過させ、紫外線L1を遮蔽する。
The
フォトダイオード236は、紫外線カットフィルタ235を透過したリファレンスガラス234からの蛍光を受光する。フォトダイオード236は、受光した光を電気信号(電流信号)に変換して出力する。フォトダイオード236から出力される電子信号(電流信号)の大きさは、受光した蛍光の強度に比例する。
The
筐体237は、開口板231と、ハーフミラー232と、紫外線透過フィルタ233と、リファレンスガラス234と、紫外線カットフィルタ235と、フォトダイオード236とを収容する。
The
プレートホルダー240は、放射線被ばく線量の測定対象である蛍光ガラス線量計Gを保持する。蛍光ガラス線量計Gにハーフミラー232で分離された紫外線L2が照射されると、紫外線L2の強度及び放射線被ばく線量に比例する蛍光が発生する。なお、該蛍光には、放射線被ばくに起因する蛍光以外に、プレドーズ及び汚れに起因する蛍光が含まれている。
The
フィルタ系250は、ダイアフラム251と、紫外線カットフィルタ252と、集光レンズ253と、バンドパスフィルタ254とを備える。ダイアフラム251には、ハーフミラー232で分離された紫外線L2を通過させるためのスリット状の開口251aが形成されている。紫外線カットフィルタ252は、紫外線L2を遮蔽し、蛍光ガラス線量計Gで発生した蛍光を透過する。
The
集光レンズ253は、紫外線カットフィルタ252を透過した蛍光を集光する。集光された蛍光は、バンドパスフィルタ254へ入射する。バンドパスフィルタ254は、入射する蛍光のうち波長が615nm〜715nmの蛍光を主に透過する。
The condensing
光電子増倍管260は、バンドパスフィルタ254を透過した蛍光を検出する。光電子増倍管260は、検出した光を電気信号(電流信号)に変換して出力する。光電子増倍管260は、波長300nm〜900nmの蛍光を主に検出する。光電子増倍管260から出力される電子信号(電流信号)の大きさは検出される蛍光の強度に比例する。
The
また、光電子増倍管260は、印加電圧を変化させることにより感度(測定レンジ)を変更できるよう構成されている。具体的には、光電子増倍管260への印加電圧を大きくすると感度が高くなり、光電子増倍管260への印加電圧を小さくすると感度が低くなる。
The
(制御装置300の構成)
制御装置300は、駆動回路310と、プリアンプ320と、プリアンプ330と、タイミング回路340と、積分回路350(積算手段)と、ADコンバータ360と、制御回路370(感度決定手段、感度設定手段、被ばく線量算出手段)とを備える。
(Configuration of control device 300)
The
駆動回路310は、制御回路370からの指示に基づいて、固体レーザ210の紫外線の照射を制御する。具体的には、駆動回路310は、紫外線をパルス状(例えば、数ns(ナノ秒))に照射するように固体レーザ210を制御する。固体レーザ210は、トリガ信号が入力されると、数ns発光する。
The
プリアンプ320は、フォトダイオード236から出力される電気信号(電流信号)を電圧信号に変換する。プリアンプ320で電圧に変換された電気信号は、後段のタイミング回路340及び積分回路350に入力される。プリアンプ330は、光電子増倍管260から出力される電気信号(電流信号)を電圧信号に変換する。プリアンプ330で電圧に変換された電気信号は、後段の積分回路350に入力される。
The
タイミング回路340は、積分回路350へ積分開始の合図となるトリガ信号を生成して出力する。プリアンプ320からの入力と制御回路370からの入力の論理積(AND)をトリガ(合図)として、積分回路350における積分開示のタイミングを示すトリガ信号を出力する。
The
積分回路350は、タイミング回路340からのトリガ信号が入力されるとプリアンプ320及びプリアンプ330から出力される電圧信号を積分する。
The
(プリアンプ320から出力される電圧信号の積分)
図2は、プリアンプ320から積分回路350に入力される電圧信号の波形図である。すでに述べたように、リファレンスガラス234は、プレドーズ及び汚れに起因する蛍光が相対的に無視できる程度に放射線に被ばくされている。
(Integration of voltage signal output from preamplifier 320)
FIG. 2 is a waveform diagram of a voltage signal input from the
このため、図2に示すように、プレドーズ及び汚れに起因する蛍光は、プリアンプ320から積分回路350に入力される電圧信号の波形にはほとんど表れない。タイミング回路340は、プリアンプ320及び制御回路370から信号が入力されると時間T1にトリガ信号を出力する(なお、実際には、後述の時間T3にもトリガ信号が出力されるが、ここでは、説明を省略する)。積分回路350は、トリガ信号が入力されると電圧信号の積分を開始し、時間T2に積分を終了する。
For this reason, as shown in FIG. 2, the fluorescence caused by pre-dose and contamination hardly appears in the waveform of the voltage signal input from the
つまり、積分回路350は、図2に示すT1からT2間の電気信号を積分する。これは、図2に示す斜線部の面積(以下、REFと記載)を求めることに等しい。積分回路350は、算出したREFを出力する。なお、T1,T2の値は蛍光ガラス線量計Gのガラス組成により決定されるものである。また、積分回路350から出力されたREFは、固体レーザ210の出力変動の補正に用いられる。
That is, the integrating
(プリアンプ330から出力される電圧信号の積分)
図3は、プリアンプ330から積分回路350に入力される電圧信号の波形図である。タイミング回路340は、プリアンプ320及び制御回路370から信号が入力されると時間T1及びT3にトリガ信号を出力する。積分回路350は、トリガ信号が入力されると、所定の時間分プリアンプ330から入力される電圧信号を積分する。具体的には、積分回路350は、時間T1に電圧信号の積分を開始し、時間T2に積分を終了する。さらに、積分回路350は、時間T3に電圧信号の積分を開始し、時間T4に積分を終了する。
(Integration of voltage signal output from preamplifier 330)
FIG. 3 is a waveform diagram of a voltage signal input from the
つまり、積分回路350は、図3に示すT1からT2間と、T3からT4間の電気信号を積分する。これは、図3に示すT1からT2の斜線部(以下、RPLと記載)及びT3からT4の斜線部(以下、LDと記載)の面積を求めることに等しい。積分回路350は、算出したRPL及びLDを出力する。なお、T3,T4の値は蛍光ガラス線量計Gのガラス組成により決定されるものである。
That is, the integrating
ADコンバータ360は、積分回路350から出力されるREF,RPL,LDをアナログ信号からデジタル信号に変換して出力する。
The
制御回路370は、例えば、マイコン(micro computer)である。制御回路370は、駆動回路310と、タイミング回路340とを制御する。具体的には、制御回路370は、駆動回路310に固体レーザ210から紫外線を照射するように指示する。また、制御回路370は、タイミング回路340に、トリガ信号を出力するよう指示する。また、制御回路370は、ADコンバータ360から出力されるデジタル化されたREF,RPL,LDの値を記憶する。さらに、制御回路370は、光電子増倍管260の感度を決定し、放射線被ばく線量を算出する。
The control circuit 370 is, for example, a microcomputer. The control circuit 370 controls the
(感度の決定)
ここで、制御回路370による感度の決定について図4を参照して説明する。図4は、制御回路370に記憶されているテーブルデータの一例を示す図である。図4に示すように、制御回路370には、感度(測定レンジ)、RPLをREFで除算した値R1(R1=RPL/REF)の範囲(但し、n2<n1)、印加電圧(V)が対応付けて記憶されている。制御回路370は、ADコンバータからREF,RPL,LDが出力されると、RPLをREFで除算した値R1を算出する。
(Determination of sensitivity)
Here, determination of sensitivity by the control circuit 370 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of table data stored in the control circuit 370. As shown in FIG. 4, the control circuit 370 has sensitivity (measurement range), a range R1 (R1 = RPL / REF) obtained by dividing RPL by REF (where n2 <n1), and applied voltage (V). It is stored in association. When REF, RPL, and LD are output from the AD converter, the control circuit 370 calculates a value R1 obtained by dividing RPL by REF.
制御回路370は、算出したR1の値が、図4に示すテーブルデータのどの範囲に含まれるかを判定し、光電子増倍管260の感度を決定する。なお、制御回路370は、最も感度の低い感度(レベル7)で測定し、レベル7では感度が低すぎる場合は、感度を上げてさらに測定を行う。なお、図4では、感度(測定レンジ)の範囲を5つとしたが、感度(測定レンジ)の範囲をさらに細分化するようにしてもよい。
The control circuit 370 determines in which range of the table data shown in FIG. 4 the calculated value of R1 is included, and determines the sensitivity of the
(放射線被ばく線量の算出)
次に、制御回路370による放射線被ばく線量の算出について図2,図3を参照して説明する。すでに述べたように、ADコンバータから出力されるREF,RPL,LDのうち、RPLには、プレドーズに起因する蛍光のうち約1ms(ミリ秒)まで減衰が継続する成分の蛍光分(LD’と記載する)と、放射線被ばくに起因する蛍光分(SAMPと記載する)とが含まれている。このため、SAMPを求めるには、RPLからプレドーズに起因する蛍光分(LD’)を除去する必要がある。
(Calculation of radiation exposure dose)
Next, calculation of the radiation exposure dose by the control circuit 370 will be described with reference to FIGS. As described above, out of the REF, RPL, and LD output from the AD converter, the RPL includes the fluorescence component (LD ′) of the component that continues to be attenuated to about 1 ms (milliseconds) of the fluorescence caused by the pre-dose. And a fluorescent component (denoted as SAMP) resulting from radiation exposure. For this reason, in order to obtain SAMP, it is necessary to remove the fluorescent component (LD ′) resulting from pre-dose from RPL.
ここで、図3に示すRPLのうちプレドーズに起因する蛍光分LD’は、以下の(1)式で表すことができる。
LD’=fps×LD・・・(1)
なお、fpsは、蛍光ガラス線量計測定装置100に固有の定数である。
Here, the fluorescence component LD ′ caused by the pre-dose in the RPL shown in FIG. 3 can be expressed by the following equation (1).
LD ′ = fps × LD (1)
Note that fps is a constant unique to the fluorescent glass
また、RPLのうち放射線被ばくに起因する蛍光分SAMPは、上記(1)式を用いると、以下の(2)で表すことができる。
SAMP=RPL−fps×LD・・・(2)
Moreover, the fluorescence component SAMP resulting from radiation exposure in RPL can be expressed by the following (2) using the above equation (1).
SAMP = RPL-fps × LD (2)
制御回路370は、上述した(1)式、(2)式を用いて、RPLからプレドーズに起因する蛍光分(LD’)を減算して、SAMPを算出する。次に、制御回路370は、算出したSAMPをREFで除算した値R2を算出し、所定の係数(定数)を乗算して蛍光ガラス線量計Gの放射線被ばく線量を算出する。 The control circuit 370 calculates the SAMP by subtracting the fluorescence component (LD ′) caused by the pre-dose from the RPL using the above-described equations (1) and (2). Next, the control circuit 370 calculates a value R2 obtained by dividing the calculated SAMP by REF, and multiplies the predetermined coefficient (constant) to calculate the radiation exposure dose of the fluorescent glass dosimeter G.
(蛍光ガラス線量計測定装置100の動作)
図5A〜図5Bは、蛍光ガラス線量計測定装置100の感度決定の動作を示すフローチャートである。図6は、蛍光ガラス線量計測定装置100の放射線被ばく線量算出の動作を示すフローチャートである。以下、図5A〜図5B及び図6を参照して蛍光ガラス線量計測定装置100の動作について説明する。
(Operation of fluorescent glass dosimeter measuring apparatus 100)
5A to 5B are flowcharts showing the sensitivity determination operation of the fluorescent glass
(感度設定の動作)
初めに、図5を参照して、感度設定の動作について説明する。
制御回路370は、光電子増倍管260に印加する電圧を制御して、光電子増倍管260を最も低い感度(レベル7)に設定する(ステップS101)。具体的には、制御回路370は、光電子増倍管260の印加電圧をV1に設定する。
(Sensitivity setting operation)
First, the sensitivity setting operation will be described with reference to FIG.
The control circuit 370 controls the voltage applied to the
制御回路370は、駆動回路310を制御して、固体レーザ210からパルス状に紫外線Lを照射させる(ステップS102)。
The control circuit 370 controls the
紫外線Lは、紫外線透過フィルタ220を通り、リファレンスブロック230の開口板231に入射する。紫外線Lは、開口板231の開口231aによりスリット状となりハーフミラー232に入射する。ハーフミラー232は、入射した紫外線Lをリファレンスガラス234へ導入される紫外線L1と、蛍光ガラス線量計Gへ導入される紫外線L2とに分離する(ステップS103)。
The ultraviolet light L passes through the
紫外線L1は、紫外線透過フィルタ233を通った後、リファレンスガラス234に入射する(ステップS104)。リファレンスガラス234は、紫外線L1が入射すると、紫外線L1の強度及び放射線被ばく線量に応じた蛍光を生じる(ステップS105)。
The ultraviolet light L1 passes through the
リファレンスガラス234で生じた蛍光は、紫外線カットフィルタ235を通り、フォトダイオード236に入射する。フォトダイオード236は、蛍光が入射すると、該蛍光を、その強度に比例した電流信号に変換する(ステップS106)。
The fluorescence generated in the
紫外線L2は、ダイアフラム251の開口251aによりスリット状となる。スリット状の紫外線L2は、プレートホルダー240に収容された蛍光ガラス線量計Gに入射する(ステップS107)。
The ultraviolet ray L <b> 2 has a slit shape due to the
蛍光ガラス線量計Gは、紫外線L2が入射すると、紫外線L2の強度及び放射線被ばく線量に応じた蛍光を生じる(ステップS108)。 When the ultraviolet ray L2 is incident, the fluorescent glass dosimeter G generates fluorescence corresponding to the intensity of the ultraviolet ray L2 and the radiation exposure dose (step S108).
蛍光ガラス線量計Gで生じた蛍光は、紫外線カットフィルタ252を通り、集光レンズ253に入射する。蛍光は、集光レンズ253に集光されてバンドパスフィルタ254へ入射した後、光電子増倍管260へ入射する。光電子増倍管260は、バンドパスフィルタ254を透過した蛍光を検出し、検出した蛍光を電流信号に変換して出力する(ステップS109)。
Fluorescence generated by the fluorescent glass dosimeter G passes through the
プリアンプ320,330は、それぞれ、フォトダイオード236及び光電子増倍管260から出力される電流信号を電圧信号に変換する(ステップS110)。
The
また、タイミング回路340は、制御回路370からの指示により、トリガ信号を出力する(ステップS111)。
Further, the
積分回路350は、タイミング回路340からトリガ信号が入力されると、プリアンプ320及びプリアンプ330から出力される電圧信号を積分し、図2〜図3を参照して説明したREF,RPL,LDを算出する(ステップS112)。積分回路350は、算出したREF,RPL,LDを出力する。なお、感度の決定では、LDの値は、必要ない。このため、ステップS112では、REF,RPLだけを算出するようにしてもよい。
When the trigger signal is input from the
ADコンバータ360は、積分回路350から出力されるREF,RPL,LDをアナログ信号からデジタル信号に変換して出力する(ステップS113)。
The
制御回路370は、デジタル信号に変換されたRPLをREFで除算した値R1(R1=RPL/REF)を算出する(ステップS114)。RPLをREFで除算することで、固体レーザ210の出力変動を補正することができる。
The control circuit 370 calculates a value R1 (R1 = RPL / REF) obtained by dividing RPL converted into a digital signal by REF (step S114). By dividing RPL by REF, output fluctuation of the solid-
次に、制御回路370は、RPLをREFで除算した値R1=RPL/REFが図4に示す範囲のいずれに属するかを判定し、光電子増倍管260の感度を設定する(ステップS1115)。なお、ステップS115における動作は、図5Bを参照して詳細に説明する。 Next, the control circuit 370 determines to which of the ranges shown in FIG. 4 the value R1 = RPL / REF obtained by dividing RPL by REF belongs, and sets the sensitivity of the photomultiplier tube 260 (step S1115). The operation in step S115 will be described in detail with reference to FIG. 5B.
図5Bは、図5AのステップS115の動作を示すフローチャートである。以下、図4及び図5Bを参照して、光電子増倍管260の感度設定を詳細に説明する。
FIG. 5B is a flowchart showing the operation of step S115 of FIG. 5A. Hereinafter, the sensitivity setting of the
制御回路370は、RPLをREFで除算した値R1=RPL/REFが図4に示すレベル7の範囲内(n1≦R1)かを判定する(ステップS201)。R1が、レベル7の範囲内(n1≦R1)である場合(ステップS201のYes)、制御回路370は、設定動作を完了する。光電子増倍管260の感度は、すでにレベル7に設定されているためである。
The control circuit 370 determines whether the value R1 = RPL / REF obtained by dividing RPL by REF is within the range of level 7 shown in FIG. 4 (n1 ≦ R1) (step S201). When R1 is within the range of level 7 (n1 ≦ R1) (Yes in step S201), the control circuit 370 completes the setting operation. This is because the sensitivity of the
R1の値が、レベル7の範囲内(n1≦R1)でない場合(ステップS201のNo)、制御回路370は、R1がレベル6の範囲内(n2≦R1<n1)かを判定する(ステップS202)。R1が、レベル6の範囲内(n2≦R1<n1)である場合(ステップS202のYes)、制御回路370は、光電子増倍管260の感度をレベル6に設定する(ステップS203)。
When the value of R1 is not within the range of level 7 (n1 ≦ R1) (No in step S201), the control circuit 370 determines whether R1 is within the range of level 6 (n2 ≦ R1 <n1) (step S202). ). When R1 is within the range of level 6 (n2 ≦ R1 <n1) (Yes in step S202), the control circuit 370 sets the sensitivity of the
R1の値が、レベル6の範囲内(n2≦R1<n1)でない場合(ステップS202のNo)、制御回路370は、光電子増倍管260の感度をレベル5に設定する(ステップS204)。具体的には、制御回路370は、光電子増倍管260の印加電圧をV3に設定する。
When the value of R1 is not within the range of level 6 (n2 ≦ R1 <n1) (No in step S202), the control circuit 370 sets the sensitivity of the
ここで、光電子増倍管260をレベル5に設定するのは、光電子増倍管260がレベル7に設定されたままであると、光電子増倍管260の感度が低すぎ、測定対象であるRPLの値がレベル5〜レベル3のいずれに該当するかを判定することができないためである。
Here, the
次に、制御回路370は、光電子増倍管260の感度をレベル5に設定した状態で、駆動回路310、タイミング回路340等を制御して、図5AのステップS102〜S114の動作を実施する(ステップS205)。
Next, with the sensitivity of the
次に、制御回路370は、R1がレベル5の範囲内(n1≦R1)かを判定する(ステップS206)。R1が、レベル5の範囲内(n1≦R1)である場合(ステップS206のYes)、制御回路370は、設定動作を完了する。光電子増倍管260の感度は、すでにレベル5に設定されているためである。
Next, the control circuit 370 determines whether R1 is within the level 5 range (n1 ≦ R1) (step S206). When R1 is within the range of level 5 (n1 ≦ R1) (Yes in step S206), the control circuit 370 completes the setting operation. This is because the sensitivity of the
R1の値が、レベル5の範囲内(n1≦R1)でない場合(ステップS206のNo)、制御回路370は、R1がレベル4の範囲内(n2≦R1<n1)かを判定する(ステップS207)。R1が、レベル4の範囲内(n2≦R1<n1)である場合(ステップS207のYes)、制御回路370は、光電子増倍管260の感度をレベル4に設定する(ステップS208)。
When the value of R1 is not within the range of level 5 (n1 ≦ R1) (No in step S206), the control circuit 370 determines whether R1 is within the range of level 4 (n2 ≦ R1 <n1) (step S207). ). When R1 is within the range of level 4 (n2 ≦ R1 <n1) (Yes in step S207), the control circuit 370 sets the sensitivity of the
R1の値が、レベル4の範囲内(n2≦R1<n1)でない場合(ステップS207のNo)、制御回路370は、光電子増倍管260の感度をレベル3に設定する(ステップS209)。
When the value of R1 is not within the range of level 4 (n2 ≦ R1 <n1) (No in step S207), the control circuit 370 sets the sensitivity of the
なお、図5Bを参照して説明した動作では、感度設定に必要な時間を短縮するために、レベル7及びレベル5で蛍光(RPL)の測定を行っているが、レベル7〜レベル4での測定を行い、感度を設定するようにしてもよい。 In the operation described with reference to FIG. 5B, fluorescence (RPL) is measured at level 7 and level 5 in order to shorten the time required for sensitivity setting. You may make it set a sensitivity by measuring.
具体的には、R1がレベル7の範囲内にない場合は、光電子増倍管260の感度をレベル6に設定して、蛍光(RPL)の測定を行う。R1がレベル7の範囲内にない場合は、光電子増倍管260の感度をレベル6に設定して蛍光(RPL)の測定を行い、R1がレベル6の範囲内かどうかを判定する。
Specifically, when R1 is not within the range of level 7, the sensitivity of the
R1がレベル6の範囲内にない場合は、光電子増倍管260の感度をレベル5に設定して蛍光(RPL)の測定を行い、R1がレベル5の範囲内かどうかを判定する。このようにして、光電子増倍管260の感度(レベル)を一つずつ高くして蛍光(RPL)の測定を行い、光電子増倍管260の感度を設定するようにしてもよい。
If R1 is not in the level 6 range, the sensitivity of the
(放射線被ばく線量算出の動作)
次に、図6を参照して、放射線被ばく線量算出の動作について説明する。
制御回路370は、駆動回路310を制御して、固体レーザ210からパルス状紫外線Lを照射させる(ステップS301)。
(Operation of radiation exposure dose calculation)
Next, the radiation exposure dose calculation operation will be described with reference to FIG.
The control circuit 370 controls the
紫外線Lは、紫外線透過フィルタ220を通り、リファレンスブロック230の開口板231に入射する。紫外線Lは、開口板231の開口231aによりスリット状となりハーフミラー232に入射する。ハーフミラー232は、入射した紫外線Lをリファレンスガラス234へ導入される紫外線L1と、蛍光ガラス線量計Gへ導入される紫外線L2とに分離する(ステップS302)。
The ultraviolet light L passes through the
紫外線L1は、紫外線透過フィルタ233を通った後、リファレンスガラス234に入射する(ステップS303)。リファレンスガラス234は、紫外線L1が入射すると、紫外線L1の強度及び放射線被ばく線量に応じた蛍光を生じる(ステップS304)。
The ultraviolet ray L1 passes through the ultraviolet
リファレンスガラス234で生じた蛍光は、紫外線カットフィルタ235を通り、フォトダイオード236に入射する。フォトダイオード236は、蛍光が入射すると、該蛍光を、その強度に比例した電流信号に変換する(ステップS305)。
The fluorescence generated in the
紫外線L2は、ダイアフラム251の開口251aによりスリット状となる。スリット状の紫外線L2は、プレートホルダー240に収容された蛍光ガラス線量計Gに入射する(ステップS306)。なお、蛍光ガラス線量計Gは、必ずしもプレートホルダー240に収容されている必要はない。
The ultraviolet ray L <b> 2 has a slit shape due to the
蛍光ガラス線量計Gは、紫外線L2が入射すると、紫外線L2の強度及び放射線被ばく線量に応じた蛍光を生じる(ステップS307)。 When the ultraviolet ray L2 is incident, the fluorescent glass dosimeter G generates fluorescence corresponding to the intensity of the ultraviolet ray L2 and the radiation exposure dose (step S307).
蛍光ガラス線量計Gで生じた蛍光は、紫外線カットフィルタ252を通り、集光レンズ253に入射する。蛍光は、集光レンズ253に集光されてバンドパスフィルタ254へ入射した後、光電子増倍管260へ入射する。光電子増倍管260は、バンドパスフィルタ254を透過した蛍光を検出し、検出した蛍光を電流信号に変換して出力する(ステップS308)。
Fluorescence generated by the fluorescent glass dosimeter G passes through the
プリアンプ320,330は、それぞれ、フォトダイオード236及び光電子増倍管260から出力される電流信号を電圧信号に変換する(ステップS309)。
The
また、タイミング回路340は、制御回路370からの指示により、トリガ信号を出力する(ステップS310)。
Further, the
積分回路350は、タイミング回路340からトリガ信号が入力されると、プリアンプ320及びプリアンプ330から出力される電圧信号を積分し、図2〜図3を参照して説明したREF,RPL,LDを算出する(ステップS311)。積分回路350は、算出したREF,RPL,LDを出力する。
When the trigger signal is input from the
ADコンバータ360は、積分回路350から出力されるREF,RPL,LDをアナログ信号からデジタル信号に変換して出力する(ステップS312)。
The
制御回路370は、上述した(1)式を用いて、LDからLD’を算出した後、(2)式を用いて、RPLからプレドーズに起因する蛍光分(LD’)を減算したSAMPを算出する(ステップS313)。次に、制御回路370は、算出したSAMPをREFで除算した値R2を算出する(ステップS314)。REFで除算することにより、固体レーザ210の出力変動が補正される。
The control circuit 370 calculates LD ′ from LD using the above-described equation (1), and then calculates SAMP obtained by subtracting the fluorescence component (LD ′) caused by predose from RPL using the equation (2). (Step S313). Next, the control circuit 370 calculates a value R2 obtained by dividing the calculated SAMP by REF (step S314). By dividing by REF, the output fluctuation of the solid-
次に、制御回路370は、算出した値R2に所定の係数(定数)を乗算して、蛍光ガラス線量計Gの放射線被ばく線量を算出する(ステップS315)。 Next, the control circuit 370 multiplies the calculated value R2 by a predetermined coefficient (constant) to calculate the radiation exposure dose of the fluorescent glass dosimeter G (step S315).
なお、光電子増倍管260の感度を決定する場合と同様に、固体レーザ210から複数回、紫外線をパルス状に照射し、照射ごとに算出したSAMP/REFの平均値を用いて蛍光ガラス線量計Gの放射線被ばく線量を算出してもよい。
As in the case of determining the sensitivity of the
以上のように、本発明では、プレドーズに起因する蛍光(LD’)と、放射線被ばくに起因する蛍光(SAMP)とを含むRPLを用いて光電子増倍管の感度を決定している。このため、プレドーズに起因する蛍光が高い場合でも、光電子増倍管260に過大な電流が流れることを抑制することができる。この結果、光電子増倍管260にダメージが生じる虞を低減し、正確な蛍光量の測定が可能となる。
As described above, in the present invention, the sensitivity of the photomultiplier tube is determined using RPL including fluorescence (LD ') caused by pre-dose and fluorescence (SAMP) caused by radiation exposure. For this reason, even when the fluorescence resulting from pre-dose is high, it is possible to suppress an excessive current from flowing through the
なお、通常は、図3のRPLからプレドーズに起因する蛍光LD’を減算し、放射線被ばくに起因する蛍光(SAMP)を用いて光電子増倍管の感度を決定している。しかしながら、放射線被ばくに起因する蛍光(SAMP)だけを用いた場合、プレドーズに起因する蛍光が大きい場合、感度が高くなりすぎる虞がある。その結果、光電子増倍管に過大な電流が流れるなどして光電子増倍管にダメージが生じる虞がある。本発明は、このような不具合を低減することができる。 Usually, the fluorescence LD ′ caused by pre-dose is subtracted from the RPL in FIG. 3, and the sensitivity of the photomultiplier tube is determined using fluorescence (SAMP) caused by radiation exposure. However, when only the fluorescence (SAMP) due to radiation exposure is used, the sensitivity may be too high when the fluorescence due to pre-dose is large. As a result, the photomultiplier tube may be damaged by an excessive current flowing through the photomultiplier tube. The present invention can reduce such problems.
本発明は、プレドーズに起因する蛍光が高い場合でも、過大な電流が流れることを抑制することができる。このため、高価な光電子増倍管を用いた蛍光ガラス線量計測定方法及び測定装置に好適である。 The present invention can suppress an excessive current from flowing even when fluorescence caused by pre-dose is high. For this reason, it is suitable for the fluorescent glass dosimeter measuring method and measuring apparatus using an expensive photomultiplier tube.
100…蛍光ガラス線量計測定装置、200…光学系、210…固体レーザ(光源)、220…紫外線透過フィルタ、230…リファレンスブロック、231…開口板、231a…開口、232…ハーフミラー、233…紫外線透過フィルタ、234…リファレンスガラス、235…紫外線カットフィルタ、236…フォトダイオード、237…筐体、240…プレートホルダー、250…フィルタ系、251…ダイアフラム、251a…開口、252…紫外線カットフィルタ、253…集光レンズ、254…バンドパスフィルタ、260…光電子増倍管(検出手段)、300…制御装置、310…駆動回路、320,330…プリアンプ、340…タイミング回路、350…積分回路(積算手段)、360…コンバータ、370…制御回路(感度決定手段、感度設定手段、被ばく線量算出手段)、G…蛍光ガラス線量計、L,L1,L2…紫外線。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記パルス光の照射により前記蛍光ガラス線量計で発生する蛍光を検出する第1の検出工程と、
前記パルス光の照射終了から第1の時間経過後に検出されたプレドーズに起因する蛍光成分と放射線被ばくに起因する蛍光成分とを含む蛍光を、第1のサンプリング時間分アナログで積算する第1の積算工程と、
前記第1の積算工程における積算結果に応じて、被ばく線量算出時の蛍光を検出する感度を決定する感度決定工程と、
前記感度決定工程を行った後に、前記蛍光ガラス線量計に前記パルス光を照射する第2の照射工程と、
前記第2の照射工程における前記パルス光の照射により前記蛍光ガラス線量計で発生する蛍光を検出する第2の検出工程と、
前記第2の照射工程における前記パルス光の照射終了から第1の時間経過後に検出されたプレドーズに起因する蛍光成分と放射線被ばくに起因する蛍光成分とを含む蛍光を、前記決定された感度で第1のサンプリング時間分アナログで積算する第2の積算工程と、
前記第2の積算工程における第1のサンプリング時間終了から第2の時間経過後に検出されたプレドーズに起因する蛍光成分を含む蛍光を、前記決定された感度で第2のサンプリング時間分アナログで積算する第3の積算工程と、
前記第2の積算工程における積算結果と前記第3の積算工程における積算結果との差分に基づいて、前記蛍光ガラス線量計の放射線被ばく線量を算出する工程と、
を有することを特徴とする蛍光ガラス線量計測定方法。 A first irradiation step of irradiating a fluorescent glass dosimeter exposed to radiation with pulsed light for excitation using any one light source selected from a solid-state laser, a nitrogen gas laser, and a flash lamp ;
A first detection step of detecting fluorescence generated by the fluorescent glass dosimeter by irradiation with the pulsed light;
A first integration in which fluorescence including a fluorescence component resulting from pre-dose and a fluorescence component resulting from radiation exposure detected after a lapse of a first time from the end of irradiation of the pulsed light is analog- accumulated for a first sampling time. Process,
A sensitivity determination step for determining the sensitivity for detecting the fluorescence at the time of calculating the exposure dose according to the integration result in the first integration step ;
A second irradiation step of irradiating the fluorescent glass dosimeter with the pulsed light after performing the sensitivity determination step;
A second detection step of detecting fluorescence generated by the fluorescent glass dosimeter by irradiation of the pulsed light in the second irradiation step;
Fluorescence including a fluorescence component resulting from pre-dose and a fluorescence component resulting from radiation exposure detected after a lapse of a first time from the end of irradiation of the pulsed light in the second irradiation step is measured with the determined sensitivity. A second integration step of integrating by analog for one sampling time;
The fluorescence including the fluorescence component caused by the pre-dose detected after the elapse of the second time from the end of the first sampling time in the second integration step is integrated in the analog for the second sampling time with the determined sensitivity. A third integrating step;
A step of calculating a radiation exposure dose of the fluorescent glass dosimeter based on a difference between an integration result in the second integration step and an integration result in the third integration step;
A method for measuring a fluorescent glass dosimeter, comprising:
前記パルス光の照射により前記蛍光ガラス線量計で発生する蛍光を検出する検出手段と、
前記パルス光の照射終了から第1の時間経過後に前記検出手段で検出されたプレドーズに起因する蛍光成分と放射線被ばくに起因する蛍光成分とを含む蛍光を、第1のサンプリング時間分アナログで積算して第1の積算結果を得る積算手段と、
前記第1の積算結果に応じて、被ばく線量算出時の蛍光を検出する感度を決定する感度決定手段と、
前記蛍光ガラス線量計の放射線被ばく線量を算出する被ばく線量算出手段と、
を備え、
前記積算手段は、前記感度決定手段により感度が決定された状況で、前記パルス光の照射終了から第1の時間経過後に前記検出手段で検出されたプレドーズに起因する蛍光成分と放射線被ばくに起因する蛍光成分とを含む蛍光を、前記決定された感度で第1のサンプリング時間分アナログで積算して第2の積算結果を得て、さらに前記第1のサンプリング時間終了から第2の時間経過後に前記検出手段で検出されたプレドーズに起因する蛍光成分を含む蛍光を、前記決定された感度で第2のサンプリング時間分アナログで積算して第3の積算結果を求め、
前記被ばく線量算出手段は、前記第2の積算結果と前記第3の積算結果との差分に基づいて、前記蛍光ガラス線量計の放射線被ばく線量を算出する、
ことを特徴とする蛍光ガラス線量計測定装置。 Any one light source selected from a solid-state laser, a nitrogen gas laser, and a flash lamp for irradiating a fluorescent glass dosimeter exposed to radiation with a pulsed light for excitation;
Detection means for detecting fluorescence generated by the fluorescent glass dosimeter by irradiation of the pulsed light;
The fluorescence including the fluorescence component caused by the pre-dose detected by the detection means and the fluorescence component caused by radiation exposure after the first time has elapsed since the end of the irradiation of the pulsed light is integrated by analog for the first sampling time. Integrating means for obtaining a first integration result ;
Sensitivity determining means for determining the sensitivity for detecting fluorescence at the time of calculating the exposure dose according to the first integration result;
Exposure dose calculating means for calculating the radiation exposure dose of the fluorescent glass dosimeter;
With
The integration means, in situations where the sensitivity is determined by the sensitivity decision unit, the fluorescent component and radiation exposure due to Puredozu detected in the previous SL detecting means from the end of irradiation of the pulsed light after the first time Fluorescence including the resulting fluorescence component is integrated by analog for the first sampling time with the determined sensitivity to obtain a second integration result, and a second time has elapsed since the end of the first sampling time. after the fluorescence comprising a fluorescent component due to the detected Puredozu before Symbol detection means obtains a third accumulation result by accumulating the second sampling time period analog at the determined sensitivity,
The exposure dose calculation means calculates a radiation exposure dose of the fluorescent glass dosimeter based on a difference between the second integration result and the third integration result.
A fluorescent glass dosimeter measuring device characterized by that.
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